Enoxs   ·  3月前
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如何設計軟體 ? | 領域驅動設計 : 4 層架構 + 3 類物件

有想法 x 也有做法

Yes Youtube : [ 軟體 x 如何設計 ] 領域驅動設計 | 4 層架構 + 3 類物件 | 有想法 x 也有做法

大綱

  • 前人的專案
  • 領域驅動設計
  • 理論與分層結構
  • 領域層的物件
  • 專案架構實作
  • 有想法也有做法

前人的專案

日常開發時,面對前人傳承下來的專案,改 A 壞 B ,改 B 壞 C,

各種系統模組瘋狂耦合與隨意分類,亂糟糟的系統架構,開發得很痛苦 !

已經沒救了!

基本上,專案發展到這個程度,

完全修復,不是不可能,只是成本很大 :

修復的收成本 > 修復的收益

你我都知道,在實務上的時程安排 :

「有空再修」-> 美麗,但不切實際的幻想

重新再來

也許,有機會砍掉重練,或者在其他的專案,有機會重頭開始 !

但當面對全新的專案時,不希望重蹈覆徹

卻發現 !

不是很確定該怎麼做 !?

領域驅動設計

學習之路

我軟體設計的「學習之路」,是從「無瑕的程式碼 整潔的軟體設計與架構篇」,這本書開始。

部分的理解內容,闡述在「軟體的本質」。

知行合一

但當時,還有一個疑問,書本內有很多理論與重要的設計原則。

不能很好的結合在日常開發中,中間的轉換過程遇到了瓶頸。

直到在「Spring Cloud 微服務架構 開發實戰」

提到的架構的規劃方法 :

領域驅動設計

補足了我實作層面遇到的問題 !

讓我可以將設計的理論原則,結合到 Java Spring 的專案中。

據此延伸,架構的規劃是沒有語言與平臺的局限性。

開發 Android 與 iOS 的 App 時,也可以完全套用這一套軟體設計的方法論。


理論與分層結構

映射現實

軟體提供的服務,一定是會對映現實世界的某件事物。但開發者與使用者,看待軟體的角度,通常是不一樣的。如何在兩者之間,使用共同的語言,溝通會是一個挑戰。

領域驅動設計

Domain Driven Design 簡稱 DDD

以領域知識為核心建立的模型,領域專家與開發人員,可以透過這個模型進行交流。

確保最終設計出來的東西,是雙方共同想要達到的結果

分層架構

領域驅動設計的分層結構,會分成四個部份。

layer-1

  • 用戶介面層 (User Interface)
  • 應用層 (Application Layer)
  • 領域層 (Domain Layer)
  • 基礎設施層 (Infrastructure Layer)

越往上,離使用者越接近,是客戶能夠理解的部分。

越往下,則離程式語言與平臺越接近,是開發者搭建系統的技術實作。


用戶介面層 (User Interface)

用戶接口層 / 表示層(Presentaion)

從字面意思上理解,就是 UI 介面。

這一層,負責向用戶顯示信息或解釋用戶指令。

除了給人看的介面,也有可能是給機器看的介面,使用者可能會透過另外一個系統來訪問你的系統。

可以理解為這一層就是飛機的機場或貨輪的港口,負責國內外的進出口平台 :

進出的可以是人也可以是貨物

user-interface


應用層 (Application Layer)

定義軟體要完成的任務,並且指揮表達領域概念的對象來解決問題。

用機場來說明的話,就是要上飛機前的海關檢查程序。

application

每一個站點,要調用的領域物件與服務,就是稽核人員、查核護照與檢查物品的動作。當出現異常時,依據程序,通知保安與巡警到達現場。

整套協調任務、分配工作的流程,就是「應用」

應用 = 流程

「應用」代表的是各種任務的背後的流程

  • 用戶介面層 : 只需要知道,要完成他的工作,需要調用哪一個應用。
  • 應用層 : 只需要知道,要完成他的流程,需要調用領域層的哪個物件與服務。

    「應用層」只管流程步驟,本身並不介入任務的實際執行。


領域層 (Domain Layer)

模型層(Model Layer)

主要負責表達業務概念、業務狀態信息及業務規則

以海關的稽核人員來說 :

domain

  • 業務 : 查核旅客的護照與身上的物品
  • 業務狀態訊息 : 查核哪些資訊與違禁物的清單
  • 業務規則 : 有違禁品時 要進行通報

    至於要調配哪一位,保安與巡警到達現場,則是管理中心 應用層的職責。


基礎設施層 (Infrastructure Layer)

為上面各層提供通用的技術能力

例如:

  • 為應用層傳遞消息
  • 為領域層提供數據訪問及持久化機制
  • 為用戶介面層繪製屏幕組件

可以理解為,海關安檢時用的:

  • X 光機
  • 金屬探測器
  • 電腦設備

infra


層級關係

層與層之間的調用,是由上而下,並且可以跨層呼叫
但不會出現,由下而上或者平行呼叫的情況出現

layer-2

就像是要請其他的部門協助支援:

一定是循組織規章程序作業,遞交申請或者是向上通報,而不是直接跑到對方部門 ,在對方主管都不知情的情況下,要求同事協助幫忙。

這個服務調用之間的順序與流程,也有一些原則可以遵循:

元件耦合性原則:
ADP : 無循環依賴原則
SDP : 穩定依賴原則
SAP : 穩定抽象原則

這部分,是屬於「元件耦合性」的問題,後續會再獨立介紹。


領域層的物件

領域驅動設計,可以理解為,以領域層為核心,驅動整個系統的設計方法。

在跟領域專家討論與建構模型的順序:

  1. 領域層
  2. 應用層
  3. 用戶界面層

(領域專家不需要去管技術實作)

描述模型

領域層的模型建立,還缺了三個東西,用來描述這個模型 :

  • 實體
  • 值對象
  • 服務

實體(Entity)

物件導向概念中的「物件」,並且帶有「標示符」的對象。

POJO 物件

public class AppInfo {
    private Long id; // <- 「標示符」
    private String name;
    private String version;

    public Long getId() {
        return id;
    }

    public void setId(Long id) {
        this.id = id;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public String getVersion() {
        return version;
    }

    public void setVersion(String version) {
        this.version = version;
    }
}

「標示符」

指的是當中的屬性有唯一識別碼,在經過軟體的各個分層結構時,仍然保持一致。

例如:

  • 人的身份字號
  • 資料庫產生的流水號主鍵

值對象(Value Object)

相似於實體(Entity),兩者的差異在於值對象,沒有「標示符」。

POJO 物件

public class AppInfo {
    private String name; // <- 沒有「標示符」
    private String version;

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public String getVersion() {
        return version;
    }

    public void setVersion(String version) {
        this.version = version;
    }
}

為什麼沒有標示符 ?

因為有時候,人們對於某個對象是什麼並不感興趣,
只關心他所擁有的屬性,能夠描述領域的特殊方面,即可完成任務。

服務(Service)

跟實體與值對象不太一樣,在與領域專家規劃模型時,會發現領域中有些方面是很難映射成對象。

尤其是領域中的動作,不屬於任何對象,卻代表了一個重要行為,此種行為通常會跨越若干的對象。

將此行為加入到任一對象中會破壞對象。

對象 = 物件 = 實體 / 值對象

最佳實做的方式是將它當成一個服務(Service)


可以簡單地理解:

實體與值對象 -> 名詞
服務 -> 動詞

名詞與動詞兩者互相搭配,描述了領域中的一項任務。


專案架構實作

改造目標

Java 最常見的 Spring 框架示範如何調整

一般 Spring 框架,書籍中的範例,通常會切分成三個階層 :

  • Controller : @Controller 的分一個資料夾放
  • Service : @Service 也分一個資料夾來放
  • DAO : 所有有關資料庫存取的服務與對象也分一個資料夾放

spring-sample-layer

優勢

  • 簡單
  • 快速實現

缺點

  • 服務多的時候會變得複雜
  • Service 與 DAO 深度耦合
  • Service 不能進行單元測試

領域分層

套用領域驅動設計的四個分層

用戶界面層 (User Interface)

對應的是 Controller 保持不變


應用層 與 領域層 對應的是 Service

拆分成兩個 :

  • 應用服務層 (Application Service)
  • 領域服務層 (Domain Service)

基礎設施層,對應的是 DAO

DAO 該算是基礎設施層的一個子項模組

所以在基礎設施層,劃分一個數據庫的區塊存放

Infrastructure/repository

基礎設施層,細節部分

spring-boot-infra

  • util/ : 共用元件的資料夾
  • filter/ : Spring 設定

領域層,細節的部分:

spring-boot-domain

會在切分 實體 Entity 資料夾 與 值對象 Value Object 資料夾

此部分可以分類的更細

元件內聚性原則:
REP : 再使用性 - 發佈等價原則
CCP : 共同封閉原則
CRP : 共同重複使用原則

這部分,是屬於「元件內聚性」的問題,後續會再獨立介紹。


應用層,細節的部分:

spring-boot-application

由於應用層,代表的是一連串動作的最終結果,返回的結果,可能包含了很多,實體與值對象的內容。

所以,會在應用層內,劃分一個 DTO 資料夾

DTO 代表的是 Data Transfer Object,資料傳輸物件

資料傳輸物件,用於應用層的服務,資料物件的輸入與輸出。

通常,會以領域層的實體或值對象繼承實作:

public class AppInfoDTO extends AppInfo {
    private String groupId;
    private String groupName;
    private String groupDescription;

    public String getGroupId() {
        return groupId;
    }

    public void setGroupId(String groupId) {
        this.groupId = groupId;
    }

    public String getGroupName() {
        return groupName;
    }

    public void setGroupName(String groupName) {
        this.groupName = groupName;
    }

    public String getGroupDescription() {
        return groupDescription;
    }

    public void setGroupDescription(String groupDescription) {
        this.groupDescription = groupDescription;
    }
}

除了,直接擴展,省去了重新建構的時間以外,兩者之間也建立了強關聯,

一眼就可以看出這個傳輸物件,是屬於哪一類的領域項目。


資料訪問服務,細節部分:

spring-boot-dao

若持久化框架,映射的「持久化物件」允許繼承(ORM 框架 : MyBatis )

 持久化物件: 
 PO , Persistent Object

同樣會讓該物件繼承領域層的實體或值對象

public class AppInfoPO extends AppInfo {
    public String createUser;
    public String createTime;
    public String modifyUser;
    public String modifyTime;

    public String getCreateUser() {
        return createUser;
    }

    public void setCreateUser(String createUser) {
        this.createUser = createUser;
    }

    public String getCreateTime() {
        return createTime;
    }

    public void setCreateTime(String createTime) {
        this.createTime = createTime;
    }

    public String getModifyUser() {
        return modifyUser;
    }

    public void setModifyUser(String modifyUser) {
        this.modifyUser = modifyUser;
    }

    public String getModifyTime() {
        return modifyTime;
    }

    public void setModifyTime(String modifyTime) {
        this.modifyTime = modifyTime;
    }
}

擴增的部分,通常是資料庫資料表才會特別紀錄的數據:

  • 新增使用者
  • 修改使用者
  • 新增時間
  • 修改時間

單元測試

以上的安排規劃,使得領域層的服務,只會依賴於同層的領域物件;

不需要基礎設施層的支持,就可以單獨的進行單元測試。

service-test

架構無國界

這種安排規劃,也可以套用在其他種程式語言與平台上

Android

AndroidProjSE

  • Android 的 Activity 就是 使用者介面層
  • Android SDK 提供的各種服務 就是基礎設施層
  • 應用層與領域層甚至連改都不用改

iOS

iOSProjSE

  • iOS 的 Controller 與 SDK 也是同樣道理

有想法也有做法

伊隆 • 馬斯克 :

如果你就讀工程科系,並且對設計東西很有想法的話
自己創業,是個相對簡單的事情。

你需要的就只是找幾個和你理念相同的夥伴。

-- Youtube : 伊隆‧瑪斯克對學生和大學畢業生的終極建議 - 如何擁有成功人生

你如果對設計有想法的話,現在更有了作法,起碼明天上班時,就可以試著去優化你的系統。

我這個結合了書籍知識以及個人經驗的,專案結構的規劃方案,也是經過了一段時間的討論,

才被團隊逐漸認可,並且套用到下一個新的專案項目中。

事情並非一簇可幾,但起碼有了方向。

並且我認為軟體設計的思維模式,也是一種大局觀的思考方式 :

如果你可以組織映射現實的軟體架構,那麼你當然也可以組織現實的實際事物。

未來的各種挑戰,說不定哪時候就可以派上用場。


參考資料

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尤川豪   ·  2月前
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謝謝分享~!

 
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Enoxs
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